用不同剂量的紫外线(UV)对皱紫菜(Pyropia crispata)野生型品系(PC-WT)的壳孢子萌发体进行辐照,4周后,叶状体上均出现了黄绿、宝石红、黄橙等颜色的色素变异细胞块,经统计表明,剂量为80μW/cm~2的诱变效果最好。用酶解法将含有色素变异细胞块的叶状体细胞单个分离出来进行培养,从再生叶状体中分离到PC-JH(桔黄褐色)、PC-ZH(宝石红色)、PC-HL(黄绿色)、PC-QL(浅绿色)等纯色突变体,通过单性生殖分别获得纯合品系。各突变品系的F_1叶状体的颜色和形态均一,且与其母体叶状体相同,表明各突变品系的颜色等突变性状均能稳定遗传。与野生型品系相比,各色素突变品系的F_1叶状体的活体吸收光谱、色素蛋白的含量及相互间的比值均发生了明显变化,且相互之间也存在明显差异。综上所述,紫外线对皱紫菜叶状体具有良好的诱变效果,本实验所获得的色素突变品系,将成为皱紫菜遗传育种研究的重要材料。

条斑紫菜叶状体的原生质体经化学诱变剂──N -甲基 -N’ -硝基 -N -亚硝基胍 (MNNG)处理后 ,在它们的再生叶状体中 ,出现了少量色彩发生变异的点状变异体。它们的色彩变异细胞呈点状无规则地与野生细胞或其它变异细胞镶嵌在一起。这类变异体的单孢子萌发成单色变异 (或野生色 )叶状体以及与母体相似的点状变异体。利用单色变异叶状体分离出绿色 (yel) ,浅桔黄色 (och)以及深桔红色 (bus)等三个突变株。突变株的叶状体活体吸收光谱以及藻红蛋白和藻蓝蛋白的含量与野生型相比均存在着明显的差异。经突变体与野生型杂交实验证明 ,突变体yel和och均含一个与色彩变化有关并且符合孟德尔遗传规...

以野生型和6种不同色泽的坛紫菜色素突变体为材料,通过实时荧光定量PCR技术分析了4种主要色素基因(Cpeα、Cpcα、Apcβ、Chl.a)在不同色泽突变体不同生长期(初期、盛期、末期)的相对表达水平。结果表明在不同色泽不同生长期的坛紫菜色素突变体中,各色素基因表达水平由高到低均为Apcβ>Cpcα>Chl.a>Cpeα,且Cpeα基因的表达水平最不稳定,会随着生长过程发生显著变化,而Cpcα、Apcβ和Chl.a基因表达水平则相对稳定;此外,对色素突变体和野生型藻体中色素基因表达水平和相应色素蛋白含量的线性相关回归分析结果表明二者间没有相关性,即各色素基因的表达水平与藻体最终显示的颜色无关,...

野生型坛紫菜壳孢子苗经MNNG处理后,在它们的叶状体中,出现了许多色彩发生变异的细胞,大部分的变异细胞随后分裂形成块状的细胞块。用酶解法分离含绿色变异细胞块的叶状体的单离细胞,从细胞再生体中分离出一株绿色突变体。在叶状体活体吸收光谱特性方面,绿色突变体与野生型相比存在着明显的差异,3λmax和4λmax的峰顶分别向短波方向移动了约12 nm和3 nm。另外,绿色突变体的藻红蛋白和叶绿素a的含量下降,藻蓝蛋白的含量上升,表现出较低的PE/Chl.a和PE/PC比值,较高的PC/Chl.a比值。绿色突变体的生长和成熟均比野生型慢。

坛紫菜叶状体经一定剂量的60Co-γ射线辐射再培养一段时间后,出现了少量色素体颜色发生变异的细胞,它们呈点状无规则地镶嵌在野生型细胞中。培养3周后,色素变异细胞分裂并形成了不同颜色的细胞块, 其颜色呈桔红、桔黄、浅黄褐、浅红、紫红、紫褐、黄绿、绿色等。在辐射剂量0-1 100 Gy范围内,叶状体上色素变异细胞块的出现频率随着辐射剂量的增加而增加;但辐射剂量增至1400 Gy时,色素变异细胞块出现的频率反而下降,说明1 100 Gy是合适的辐射剂量。在同一个叶状体的不同部位上色素变异细胞块出现的频率是不同的,从基部到稍部,随着部位的上移而逐渐增加。用酶解法把含色素变异细胞的叶状体细胞单个分离出来...

以野生选育的坛紫菜(Porphyra haitanensis)为母本,诱变选育全棕红的品系为父本进行杂交实验,从杂交子代大量叶片中,筛选出1株褐黄色素突变体、1株翠绿色与野生色相嵌的嵌合体和1株褐绿色与野生色相嵌的嵌合体。通过酶法分离突变体的营养细胞,单性生殖获得丝状体;分别使丝状体成熟并放散壳孢子,然后单株培养和筛选获得褐黄、翠绿和褐绿色子代叶状体。实验进行50 d。结果:(1)褐黄色突变体藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量低;孢子囊枝的细胞较小,且大量形成时间比亲本晚15 d;幼苗培养初期日平均生长量仅为(1.22±0.28)cm,当叶片长到60 cm左右时生长优势逐步凸显,日平均生长量可达(7.5...

初步探讨了坛紫菜Porphyra haitanensis褐色、褐绿色、翠绿色、红棕色、棕褐色、桔红色和紫色7种色素突变体的子一代叶状体形态特征、生长及4种主要色素含量的变化。3～4cm长的不同色泽幼苗经20d培养后的结果显示:(1)各色素突变体从长度、宽度、鲜重量和细胞厚度方面较野生坛紫菜均具有显著优势;在培养时间内,各色素突变体的长度日增长量均显著高于野生型坛紫菜;褐绿色、棕褐色和红棕色突变体在鲜重日增重率上表现出明显的优势,在第11～15天所有色素突变体的平均日增重率均高于野生型;(2)红棕色、棕褐色和紫色突变体的总藻胆蛋白含量明显高于野生型。紫色突变体的藻红蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量...

在自日本武藏野种苗公司引进的青梗菜杂交种华冠游离小孢子培养的再生DH系中,发现了一个能稳定遗传的黄化突变体,命名为pylm。与正常的青梗菜相比,pylm外型细弱,植株通体黄化,且下胚轴异常伸长。在幼苗7周大时,对突变体和对照材料的光合色素含量进行了测定,结果表明:与对照相比,突变体中的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及总叶绿素含量分别下降了62%、75%、58%和66%。对突变体和对照材料光合作用参数的测定结果表明:突变体的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均低于对照。对突变体叶片中的叶绿体超微结构进行观察发现

使用化学诱变剂MNNG(N-甲基-N’-硝基-N-亚硝基胍)对条斑紫菜、坛紫菜、少精紫菜和华北半叶紫菜的叶状体、丝状体和壳孢子进行诱变,研究与分析了紫菜属海藻色素突变的发生与表达。结果显示,在合适的诱变剂量范围内,紫菜各生长阶段藻体均发生较高的突变率,但突变的表达特征不同。叶状体以细胞为单位发生点状突变,突变细胞的生长形成了各种突变斑块的无序镶嵌,显示单倍体细胞的致变结果。经诱变的丝状体虽表现较低的突变率,然而诱变引发的突变却主要在后代叶状体中表达,显示为二倍体细胞的突变表达规律。壳孢子突变随萌发个体的细胞分裂被立即表达,显示细胞倍性发生变化的遗传特征。本文还讨论了色素突变表达规律显示的减数分...

[目的]分析西瓜后绿突变体的光合特性,为进一步探究西瓜叶色后绿机制及将叶色标记应用于杂交育种提供理论依据。[方法]以田间发现的西瓜叶色后绿突变体63第三节位(Ⅰ时期)黄化叶片、第九节位(Ⅱ时期)绿色叶片及绿叶品系Liu-2相同节位叶片为材料,测定其光合色素(叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Caro)、总叶绿素(Chl))含量、光合参数(净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_1)、蒸腾速率(T_r))和荧光动力学参数(初始荧光产量(F_0)、最大荧光产量(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(F'_v/F'_m)、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(qP)、电子传递效率(ETR)),并进行比较分析。[结果]与Ⅰ时期相比,在Ⅱ时期,正常绿叶品系Liu-2叶片中的Chl a、Chl b、Caro、Chl及Chl a/Chl b差异不显著,但Caro/Chl显著降低了2.7%;后绿突变体63叶片中的Chl a、Chl b、Caro及Chl表现出极显著差异,较Ⅰ时期分别增加177.7%,251.9%,92.0%和171.1%,而Caro/Chl极显著降低了29.2%。Liu-2的P_n、G_s、T_r分别提高133.1%,41.0%和7.3%,C_i减少16.0%;后绿突变体63的P_n、G_s、T_r分别提高1 213.7%,49.6%和17.3%,C减少19.3%。与Ⅰ时期相比,Ⅱ时期Liu-2的F_0减少4.9%,F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_(PSⅡ)、qP、ETR分别增加8.0%,3.0%,33.9%,77.2%,32.2%和77.2%;63的F_0、F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_(PSⅡ)、qP、ETR分别增加78.1%,124.1%,6.6%,25.3%,70.0%,34.5%和68.5%,63转绿后F_0、F_m的增加程度大于Liu-2。[结论]西瓜后绿突变体63Ⅰ时期光合色素过低,导致幼叶黄化;Ⅱ时期光合色素含量大幅提高,使叶色逐渐由黄转绿。在此过程中其Chl含量提高,光能捕捉能力增强,荧光产量增加,最终光合能力得以恢复。

在坛紫菜栽培群体中发现一棵红色块与野生色块相嵌的颜色变异叶状体,在实验室进行红色藻块的体细胞再生克隆培养,获得了纯红色变异体。与野生型相比,红色变异体在叶状体的形态、颜色、生长速度、成熟、藻胆蛋白及叶绿素含量等方面均存在着明显的差异。红色变异体的颜色呈铁锈红色,体形宽大,生长速度明显快于野生型,培养400多天仍不成熟。与野生型相比,它的叶状体活体吸收光谱除各吸收峰的峰值有变化外,第4个吸收峰的峰顶(藻蓝蛋白的吸收峰)向短波方向移动了约3 nm,表明其藻红蛋白的结构有可能发生了改变。另外,它的藻红蛋白(PE)和叶绿素a的含量均显著增加,但藻蓝蛋白(PC)的含量有所下降,使得PE/Chl.a和PC...

【目的】油菜胚胎的发育与油菜产量的构成因子、粒重和每荚果粒数密切相关。通过对油菜胚珠发育障碍突变体的形态鉴定和生理特性分析,揭示油菜胚胎的发育机制。【方法】对一个胚珠发育障碍的突变株OVA047的胚珠发育进行了组织解剖学观察,并对可能影响败育的硼营养以及发育中的温度变化等因素进行了分析。采用醋酸洋红染色法鉴定OVA047的花粉育性,选取OVA047植株上即将开放的花蕾,人工去雄授粉后,每隔4 h剥取子房,观察花粉管伸长情况。对正常材料和突变体OVA047一个月龄的幼苗进行叶面施硼处理,调查营养生长情况,花粉育性和结实率。对OVA047人工剥蕾去雄并授粉,标记授粉时间,分别在授粉后不同时期观察统...

紫外线诱变是一种快捷有效的紫菜诱变育种方法，但对壳孢子进行的诱变研究鲜有报道。壳孢子萌发时期是坛紫菜(Pyropia haitanensis)减数分裂发生的时期，壳孢子萌发形成的最初4个细胞呈线性排列，形成减数分裂四分体，且发生遗传重组的四分体细胞可以决定叶状体的发育模式和性状分离。因此，诱变产生的色彩突变的嵌合叶状体相比诱变叶状体产生的点状色块，将更易于获得突变细胞。本研究为获得坛紫菜人工色彩嵌合突变体，使用不同剂量(50、100、200、300、400、500和600 J/m~(2))的短波紫外线(λ=254 nm)辐照坛紫菜壳孢子，培养数天后，在壳孢子苗中出现了色彩突变的嵌合叶状体。结果表明，低剂量(50 J/m~(2))的辐射促进壳孢子萌发，而高于100 J/m~(2)的辐照剂量，则会抑制壳孢子萌发和分裂。辐照剂量在50～400 J/m~(2)范围内，色彩突变体出现的频率随辐照剂量的增加而增加，300和400 J/m~(2)剂量辐照时，突变率分别达到15.22%和17.18%。其中，出现色彩突变的嵌合叶状体以2色块嵌合体和3色块嵌合体居多，4色块嵌合体最少，但增加至400 J/m~(2)以上时，随辐照剂量的增加，色彩突变体出现的频率反而下降，这表明适宜的诱变剂量为300或400 J/m~(2)。同时，短波紫外线(UV-C)辐照也致使色彩突变嵌合体的长宽比下降，采用生物酶解法从色彩嵌合体中分离出了单色的体细胞萌发体。本研究为坛紫菜人工色彩突变体的制备和诱变育种提供了新途径。

【目的】株高是影响油菜抗倒性、丰产性和全程机械化进程的关键性状,油菜矮秆、半矮秆资源的发掘与研究,是实现株高遗传改良的关键。目前油菜优异矮源缺乏,通过对获得的甘蓝型自然矮化突变体进行表型鉴定、遗传分析及激素相关形态学、生理学分析,旨在综合评估其利用潜能,为其在油菜矮化育种中的应用提供理论指导并为后续基因定位、克隆奠定基础。【方法】将甘蓝型油菜品系141492自交6代后发现的半矮秆突变体经游离小孢子培养获得DH系群体,选取1个半矮DH系,暂命名dw-1,其平均株高约95 cm,变幅83—105 cm。对dw-1农艺性状、经济性状、抗病性等进行表型鉴定,并以dw-1与野生型高秆为亲本构建6世代遗传群体,应用主基因+多基因混合遗传模型对株高进行遗传分析。通过光暗处理(16 h光照/8 h黑暗、24 h黑暗)形态学观察、下胚轴与茎秆赤霉素敏感性测验,鉴定突变体突变类型。【结果】与野生型相比,dw-1千粒重无明显变化,菌核病病指、二次分枝数、单株角果数显著或极显著增加,主序有效长、一次分枝数、株高、分枝部位高度、重心高度、主序角果数、每角粒数、单株产量显著或极显著降低,全生育期极显著缩短。遗传分析表明,dw-1株高的遗传受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制(D-0模型),主基因加性效应-47.5,显性度0.2;B1、B2、F2主基因遗传率分别为76.0%、84.0%、85.0%,多基因遗传率分别为4.1%、5.6%、6.7%。光照与黑暗条件下,dw-1形态建成正常且下胚轴长度均极显著低于野生型。外施低浓度赤霉素对下胚轴与茎秆伸长作用不明显,高浓度处理有显著促进作用,但均不能恢复至野生型表型。【结论】dw-1田间综合性状优良,矮生性状以1对加性-显性主基因遗传为主,主基因又以加性效应为主,常规杂交育种早代选择有效。dw-1矮化机制与油菜素内酯途径无关,为赤霉素敏感性减弱应答类型。

以大白菜DH系FT为试材,通过游离小孢子培养结合EMS诱变处理,创制出一份雌性不育突变体fsm。与野生型FT相比,fsm花器官瘦小、子房干瘪、胚珠败育、自交和杂交均不结子。雌蕊的石蜡切片显示fsm中央隔膜融合异常,胚珠数量减少。内源激素测定显示,突变体fsm花蕾的生长素和油菜素内酯含量显著增高、细胞分裂素显著降低。根据转录组测序分析,差异表达基因(DEGs)主要在内源性刺激反应、非生物刺激反应、细胞膜组分和细胞外周等GO功能条目富集。KEGG分析将6921个差异表达基因比对到275条代谢途径,其中,显著富集的代谢途径包括新陈代谢、次生代谢物合成、植物-病原体互作和植物激素信号转导。YUCCA基因的表达上调可能是生长素含量增多的关键因素。激素代谢途径中,大量AUX1/IAA、GH3、SAUR和PIN类基因表达下调,可能使生长素转运受到抑制,导致雌蕊生长受阻。细胞分裂素代谢通路中,CUC、STM、WUS和CKX基因表达下调。花蕾中油菜素内酯含量增高,而BRI1类基因表达下调,表明突变体fsm可能是BR不敏感突变体,SEUSS-LIKE3和CYP85A2基因的表达下调可能导致雌蕊输导组织融合缺陷。突变体花蕾中激素间相互作用的紊乱可能是雌蕊发育异常的重要原因。利用qRT-PCR对激素代谢通路的25个差异表达基因进行验证,其表达模式与RNA-seq结果一致。研究结果为深入分析大白菜雌性不育突变体fsm雌蕊败育机理提供了重要参考价值,也为探究突变基因的生物学功能奠定了基础。